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Projekt
Semi-mechanistische Modellierung der Bruchmechanismen von künstlichen Mineralien
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Carsten Schilde
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470554192
Das Verständnis des mikroskaligen Bruchverhaltens metallurgischer Schlacken ist eine Voraussetzung für innovative Recyclingprozesse und die Herstellung künstlicher Mineralien (EnAM-Partikel). Ziel ist es, Schlacken in EnAM-Partikel umzuwandeln, die mit wertvollen Rohstoffen angereichert sind und durch nachgeschaltete Prozesse wie Zerkleinerung und Klassierung zurückgewonnen werden können. Der Schwerpunkt dieses Projektes liegt auf der Zerkleinerung von EnAM-Partikeln im Mikrometerbereich, wo der Übergang von elastischem zu plastischem Material und von mehrphasigen zu einphasigen Partikelsystemen stattfindet. Da konventionelle Modelle zur Beschreibung der Bruchmechanismen unzureichend sind, müssen neue Modelle entwickelt werden, die auf die Zusammensetzung und Struktur von EnAM-Partikeln zugeschnitten sind. Ziel des Projektes ist es, Bruchfunktions- und Festigkeitsmodelle für mehrkomponentige EnAM-Partikel zu entwickeln und diese in Zerkleinerungsmodelle, insbesondere für die Trockenzerkleinerung in Kugelmühlen, zu integrieren. Die zweite Phase des Projektes konzentriert sich auf die Ableitung von Strukturparametern von EnAM-Partikeln und deren Integration in mechanistische Modelle zur Bruchfunktion. Dabei werden die besonderen Eigenschaften der Trockenvermahlung in Kugelmühlen, wie z.B. die Verteilung der Beanspruchungsenergien der Mahlkörper und das veränderte Bruchverhalten aufgrund von Dämpfungsmechanismen im Partikelbett, berücksichtigt, die mit Hilfe der Diskrete Elemente Methode (DEM) auf verschiedenen Skalen modelliert werden können. Letztendlich soll das Verständnis und die Modellierung des Bruchverhaltens in trockenen Zerkleinerungsprozessen für EnAM-Partikel verbessert und auf Populationsbilanzen angewendet werden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Mitverantwortlich
Professor Dr.-Ing. Arno Kwade
